Трехмерный топологический изолятор на основе напряженной пленки HgTe

Abstract

Исследован электронный и дырочный транспорт в трехмерном топологическом изоляторе на основе высокоподвижной (до 4⋅10⁵ см² /В⋅с) напряженной пленки теллурида ртути толщиной 80 нм. Вследствие наличия затвора положение уровня Ферми перемещается из валентной зоны в зону проводимости, минуя объемную щель. Наблюдаемые особенности в классическом и квантовом транспорте позволили различить вклад в проводимость объемных дырок, объемных электронов, а также дираковских электронов на поверхностях пленки.

Досліджено електронний та дірковий транспорт у тривимірному топологічному ізоляторі на основі високорухливої (до 4⋅10⁵ см² /В⋅с) напруженої плівки телуриду ртуті завтовшки 80 нм. Внаслідок наявності затвора положення рівня Фермі переміщається із валентної зони в зону провідності, минуючи об’ємну щілину. Особливості, які спостережувались у класичному та квантовому транспорті, дозволили розрізнити вклад в провідність об’ємних дірок, об’ємних електронів, а також діраковських електронів на поверхнях плівки.

We investigated the electron and hole transport in a three-dimensional topological insulator based on a high-mobility (up to 4⋅10⁵ cm² /V⋅s) strained 80 nm thick mercury telluride film. Owing to the presence of the gate the Fermi energy is turned from the valence band through the Dirac type surface states into the conduction band. The magnetotransport measurements allowed us to disentangle the contributions from conduction band electrons and holes as well as from Dirac electrons to conductivity.